Coupling changes of soil functional gene abundances and extracellular enzyme activities across the diagnostic horizons of agricultural Isohumosols     

Zhuxiu LIU  Haidong GU  Xiaojing HU  Zhenhua YU  Yansheng LI  Junjie LIU  Jian JIN  Xiaobing LIU  Guanghua WANG 《土壤圈》2024,34(3):540-552

Soil functional microbial taxa and extracellular enzymes are involved in a variety of biogeochemical cycling processes. Although many studies have revealed the vertical change patterns of microbial communities along soil profile, the general understanding of the coupling changes in the functional gene abundances (FGAs) and extracellular enzyme activities (EEAs) in soil profiles is still limited, which hinders us from revealing soil ecosystem processes. Herein, we comparatively investigated the FGAs and EEAs in the diagnostic A, B, and C horizons of soil profiles obtained from two suborders of Isohumosols (Mollisols), Ustic and Udic Isohumosols, in Northeast China based on quantitative real-time polymerase chain reaction and standard fluorometric techniques, respectively. The distribution patterns of both FGAs and EEAs significantly distinguished by the two soil suborders and were also separated from A to C horizon. Additionally, the variations of EEAs and FGAs were greater in Udic Isohumosols compared to Ustic Isohumosols along soil profiles, and greater changes were observed in C horizon than in A horizon. Both FGAs and EEAs correspondently decreased along the soil profiles. However, when normalized by soil organic carbon, the specific EEAs significantly increased in deep soil horizons, suggesting that microorganisms will input more resources to the production of enzymes to ensure microbial nutrient requirements under resource scarcity. More importantly, we revealed that soil microbial nutrient demands were limited by carbon (C) and phosphorus (P), and the C and P limitations significantly increased along soil profiles with a greater C limitation observed in Ustic Isohumosols than in Udic Isohumosols. Overall, our findings provided solid evidence showing the links between FGAs, EEAs, and microbial nutrient limitations, which would be helpful for a better understanding of the ecosystem processes in soil profiles.  相似文献   

鳞毛蕨(Dryopteris filix-mas)天山云杉林倒木更新分析     

刘翠玲  潘存德  师瑞峰 《干旱区研究》2007,24(6):821-825

对西天山国家级自然保护区1 hm2典型鳞毛蕨天山云杉林临时标准地内,倒木对更新的影响进行了研究.结果表明:①研究区中所有倒木的平均倾倒方向为西北方向,具有更新个体存在的倒木平均倾倒方向为东北方向;②倒木的倾倒方向对倒木的更新没有显著影响(F3,51=0.645,P=0.589),而倒木的腐朽等级对倒木的更新存在显著影响(F2,51=3.215,P=0.048);③不同腐朽等级倒木上幼苗、幼树的出现概率不同,能为幼苗、幼树生长提供生境的倒木只有腐朽等级高的Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级倒木,且倒木腐朽等级越高,对幼苗、幼树的生长越有利.  相似文献   

南水北调河北省受水区水资源可持续利用AHP量化研究     

高太忠  高京  王海云  黄群贤 《灌溉排水学报》2007,26(4):57-63

为了充分利用调入水,实现南水北调河北省受水区水资源可持续利用,以受水区7个设区市为主要研究对象,考虑2010年南水北调工程建成为前提,预测了7个设区市现状水平年为2005年和预测的2010、2015、2020、2025、2030年在95%保证率下供需平衡状况,以此为依据,确定各设区市水资源可持续利用的权重系数,利用层次分析法(AHP)构建河北省受水区水资源可持续利用评价模型,进行定性分析和定量计算,对加大治污力度、控制地下水开采、加强节水措施、完善技术管理这4项水资源可持续利用对策进行重要程度排序。得出整个受水区及7个设区市主要可持续利用对策的重要程度排序:整个受水区可持续利用对策中,控制地下水开采最重要,其次是治污措施;邯郸市完善技术管理最重要,其次是控制地下水开采。  相似文献   

TCD燃烧系统对柴油机燃烧和排放性能改善效果的试验研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

康与宁  李向荣  薄大伟  陈彦林  刘栋  常江 《农业工程学报》2021,37(11):50-59

为探究道依茨TCD2015柴油机上配备的导流燃烧系统(简称TCD燃烧系统,T表示涡轮增压器,Turbocharger,C表示进气中冷,Charge air cooling,D为柴油颗粒捕集器,Diesel particle filter)对改善柴油机燃烧性能和降低污染物排放的效果,采用单缸机试验对TCD燃烧系统在不同转速、负荷和过量空气系数下的燃烧和排放性能进行研究。试验结果表明不同工况下TCD燃烧系统燃油消耗率和Soot排放量均低于传统ω燃烧系统,燃油消耗率最大降幅为7.01%,Soot排放量最大降幅为86.67%,且低过量空气系数(1.2～1.6)下TCD燃烧系统仍具有较好的性能。为揭示TCD燃烧系统改善油气混合促进燃烧的机理,采用AVL Fire软件建立了柴油机性能仿真模型。计算结果表明,TCD燃烧系统的环状凸起结构将燃油导向内外两室,从而促进了缸内燃油发展过程,燃油当量比大于4的浓混合气区域燃油质量比例相比ω燃烧系统降幅最大为9.75%,活塞下移时TCD燃烧系统内油束撞击浅盘侧壁形成撞壁射流扩大了燃油扩散面积,从而改善了缸内油气混合质量,燃油当量比小于1的均匀混合气区域燃油质量比例相比ω燃烧系统降幅最大为7.45%,因此TCD燃烧系统能够有效改善柴油机的燃烧和排放性能,可应用于柴油机高负荷和低过量空气系数工况综合性能提升。研究结果可为柴油机燃烧系统开发和改进提供参考。  相似文献   

论翻译者的主体性及其制约因素     

符惠珍  范武波 《华南热带农业大学学报》2007,13(1):111-115

从主客观两方面,阐述译者主体性在翻译过程中所受到的制约因素。  相似文献   

等离子体辅助玉米醇溶蛋白自组装纤维化的工艺     

郭鹏  景成童  韩思琦  涂安  王亚潇  董爽 《农业工程学报》2024,40(9):281-288

植物蛋白纤维由于其独特的结构和极高的纵横比可作为良好的疏水性生物活性物质的递送载体。为了提高玉米醇溶蛋白在酸热诱导下的纤维化程度,该研究采用低温等离子体技术辅助完成玉米醇溶蛋白自组装纤维化,探究诱导过程中各因素对玉米醇溶蛋白纤维化程度的影响机制,并通过单因素和响应面试验获得最优纤维化工艺。硫黄素T（ThT）荧光强度结果显示,采用等离子体辅助酸热诱导可以有效提高玉米醇溶蛋白的纤维化程度。通过单因素和响应面优化试验获得了制备纤维化玉米醇溶蛋白的优化工艺为等离子体处理功率64 W,处理时间61 s,加热时间为10 h,加热温度70 ℃,蛋白质量浓度30 mg/mL。在此条件下纤维化玉米醇溶蛋白ThT荧光强度可达2 272±23,显著高于未经等离子体处理的纤维化玉米醇溶蛋白（1 239±19）（P＜0.05）。对傅里叶变换红外光谱中酰胺I 区结果分析表明,等离子体处理使玉米醇溶白中β-折叠结构增加,α-螺旋结构减少。透射电子显微镜观察到玉米醇溶蛋白经过纤维化后颗粒粒径明显下降,其纤维结构是由球状蛋白颗粒沿水平方向线性聚集而成,采用等离子体辅助可诱导形成更多的玉米醇溶蛋白纤维体结构。研究结果为疏水性植物蛋白实现高效自组装纤维化提供参考。  相似文献   

玉米秸秆分解过程中细菌群落组成演化特征     

王西亚  吕继龙  何萍  范分良  仇少君  徐新朋  赵士诚 《植物营养与肥料学报》2021,(1)

【目的】土壤中存在着大量的分解秸秆的微生物。研究秸秆分解过程中细菌群落组成的演化规律,对了解和调控农田微生物群体组成以促进秸秆分解具有重要意义。【方法】试验于2014年10月至2015年10月在河南省农业科学院原阳试验基地进行,将成熟期玉米秸秆(茎和叶)烘干,剪成长1~2 cm、宽0.3~1 cm的碎片,称12 g样品(相当于8 t/hm^2)装入15 cm×10 cm的尼龙网包(孔径0.04 mm)内,于10月5日冬小麦出苗后埋置在小麦垄间。分别于埋置后0、1、2、4、7、10和12个月收集秸秆包和土壤样品。测定秸秆样品干物质量和碳氮含量,选择埋置了0、2、4、7和12个月的秸秆及其土壤样品分析细菌丰度及群落组成。【结果】秸秆埋入土壤后的前2个月内分解最快,然后逐步减慢,在1、2、4、7、10和12个月后分别降解了总生物量的19.2%、32.9%、44.2%、52.2%、66.8%和73.8%。秸秆埋入土壤后,秸秆和土壤中细菌丰度均显著增加,分别于第4和7个月达到最高后开始下降。秸秆细菌的丰度指标OTUs、ACE、Chao1和多样性指标Shannon随试验时间的延长逐步增加,而Simpson指数随试验时间延长逐步降低,而土壤中这些指标在试验过程中没有显著变化。与刚埋置秸秆时相比,埋置2个月后的秸秆细菌Bacteroidetes门相对丰度明显增加,主导细菌群为Bacteroidetes和Proteobacteria门。Actinobacteria丰度在埋置2个月后明显降低,然后又随试验时间延长逐步增加。Planctomycetes、Saccharibacteria、Verrucomicrobia、Acidobacteria、Chloroflexi和Gemmatimonadetes丰度在原始秸秆中较低,埋入土壤后随试验时间延长逐步增加。Sphingobacteriia、Gammaproteobacteria、Alphaproteobacteria和Flavobacteriia主导前期细菌纲组成,而Actinobacteria、Anaerolineae和Bacilli纲丰度在后期逐步增加。秸秆分解速率主要受其碳含量影响,秸秆细菌群落组成前期与秸秆碳含量相关,后期与秸秆氮含量相关。随着试验的进展,秸秆细菌群落组成与土壤中的细菌群落组成趋同。【结论】秸秆埋入土壤后前2个月的分解速率最高,随后逐步降低。秸秆分解前期细菌群落由富营养型组分Bacteroidetes和Proteobacteria门和Sphingobacteriia、Gammaproteobacteria、Flavobacteriia和Alphaproteobacteria纲主导,随后被逐步增加的贫营养型组分Actinobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi、Saccharibacteria门和Deltaproteobacteria、Actinobacteria纲等代替。秸秆碳氮含量变化是影响秸秆分解及其过程中细菌群落演化的主要原因。  相似文献   

极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律   总被引：3，自引：1，他引：3  

王承书  杨晓楠  孙文义  穆兴民  高鹏  赵广举  宋小燕 《土壤学报》2020,57(2):296-306

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。  相似文献   

FAHP-GIS在FAST台址单体滑坡危险性评价中的应用     

潘网生  李鑫  张晓周  傅良同  姚兴 《水土保持通报》2020,40(4):108-115,132

[目的]研究贵州省平塘县500 m口径球面射电望远镜(FAST)工程台址光明顶滑坡的危险性及其区划,为该区及相似地区的滑坡灾害监测与防治提供参考依据。[方法]选取地形地貌、岩性岩组、地质构造、人类工程活动及灾害历史等作为一级评价指标,在此基础上发展二级评价指标,运用GIS技术构建基于模糊层次法(FAHP)的滑坡危险性评价指标体系,并完全参与对指标隶属度矩阵的运算,开展针对喀斯特单体滑坡危险性评价研究。[结果]光明顶坡体总体居于中危险和低危险水平,局部高危险,高危险区域主要位于1 H馈源塔和断层破碎带区域的3个支撑柱附近,高危险区约占研究区面积的4%。[结论]光明顶坡体存在安全隐患,已经对精密的射电望远镜设施的安全运行构成威胁。本文评价结果与实际情况基本相符,评价方法在单体滑坡危险性评价研究方面具有创新性,且可操作。  相似文献   

抽水蓄能机组低水头起动过渡过程压力脉动分析     

陈会向  刘汉中  王胤淞  周大庆  徐辉  阚阚 《农业工程学报》2023,39(6):63-72

抽蓄机组在低水头起动时易进入其全特性曲线的反S不稳定区,从而导致机组并网失败,严重影响机组的安全稳定运行。其中机组内部复杂流动演变导致的剧烈压力脉动是影响机组动态特性的关键。该研究基于计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）数值模拟方法对水泵水轮机低水头起动过程进行研究,重点分析了导叶与尾水管区域的压力脉动特性及产生原因。结果表明：机组起动过程中,无叶区时均压力幅值是固定导叶与活动导叶间的6倍,且时均压力幅值在无叶区沿周向分布不均。动静干涉主导了无叶区时均压力和脉动压力的变化,而在上游固定导叶与活动导叶间的动静干涉作用主要影响的是压力脉动幅值。尾水管直锥段压力脉动在机组起动过程不同阶段表现出不同的波动特征,PID(proportion integration differentiation)调节阶段压力波动较为明显。通过内部流动对比发现,活动导叶开启会引起无叶区水流速度的分布变化和波动,活动导叶小开度下转轮进口和无叶区存在明显的大尺度旋涡,这些和动静干涉联合作用是导致无叶区时均压力和脉动压力波动幅值高的原因。尾水管涡带在起动过程经历了从边条状涡...  相似文献